无线射频专题《射频信号,链路预算与衰落容限》
链路预算
在部署无线电通信时,链路预算(Link Budget)就是指从发射机开始通过射频媒介直到接收机之间的所有增益和衰减的总和。链路预算计算的目的是确保最终的接收信号强度处于接收机的接收灵敏阈值之上。链路预算计算包括原始传输增益、天线的无源增益和RF放大器的有源增益。所有增益的部分包括射频放大器和天线增益。所有衰减的部分包括衰减器、FSPL和插入损耗(insertionloss),在射频系统中安装的任何硬件都会导致一定程度的信号衰减,称为插入损耗。馈线一般每100英尺计算一次损耗,而连接器通常会增加0.5dB的插入损耗。我们都知道射频信号在自由空间中传输时会产生衰减。图3-6描述了在点到点无线桥接链路中,由FSPL和各种RF组件产生的衰减。
如上,天线相距10Km,原始发射功率为+10dBm,并注意每个射频组件(如馈线和避雷器)产生的插入损耗,信号强度被天线放大后并在自由空间中传输时衰减,在桥接链路接收端接收到的最终信号强度为-65.5dBm。
假设接收机的接收灵敏阈值为-80dBm,即低于-80dBm的信号将无法识别。在最终的接收信号强度-65dBm与接收灵敏阈值-80dBm之间有15dB的缓冲。这15dB的缓冲是由链路预算计算确定的,我们称其为衰落容限(Fade Margin),你可能想知道为什么这些数字都是负值,而之前遇到的大部分dBm值都是正值,图3-8列出了在办公环境下增益和衰减的变化,主要计算IR和EIRP,从图中看出正是自由空间路径损耗使这些数字变成负值
衰落容限
衰落容限(Fade margin)是指超过被要求信号阈值之上的部分。解释衰落容限的一个好方法就是将其想象成一个舒适区域。如果接收机的接收灵敏度是-80dBm,只要收到大于-80dBm的信号,传输就可以成功。但问题是接收信号很容易受到外界影响而产生波动(如干扰或天气状况)。为了适应这种波动,在桥接链路中通常在射频接收灵敏阈值之上预留出10dB到25dB的缓冲,这个缓冲就称为衰落容限。经验值:10dB的衰落容限是绝对的最小值,适用于小于3英里的链路。超过5英里则至少需要15dB的衰落容限。链路越长,衰落容限应该越高。链路超过5英里时,推荐采用25dB的衰落容限。
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